DE112020002627T5

DE112020002627T5 - Verfahren zum einstellen eines dampfturbinendichtungsspalts und dampfturbine

Info

Publication number: DE112020002627T5
Application number: DE112020002627.2T
Authority: DE
Inventors: Shunsuke Mizumi; Ketsu Ko; Juichi KODERA; Masayuki Kayahara
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2022-02-17
Also published as: US11828185B2; KR20210149836A; CN113874601A; JP7267109B2; US20220235667A1; JP2020197135A; WO2020241782A1; TW202113220A; MX2021014133A; CN113874601B; TWI799708B

Abstract

Eine Dampfturbine umfasst eine Rotationswelle, die konfiguriert ist, um sich um eine Achse zu drehen, eine Laufschaufel, die an einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle vorgesehen ist, ein Gehäuse, das die Rotationswelle und die Laufschaufel von einer Außenumfangsseite abdeckt, eine Leitschaufel, die an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Dichtungsvorrichtung, die einen Dichtungsring umfasst, der zwischen der Außenumfangsoberfläche und der Leitschaufel vorgesehen ist, und einen Positionseinstellabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Position des Dichtungsrings in einer Radialrichtung einzustellen. Ein Verfahren zum Einstellen eines Dichtungsspalts umfasst einen Messschritt zum Messen einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung von einer vorbestimmten Referenzposition als eine Referenzlänge, einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten eines unbenutzten Dichtungsrings und einen Einstellschritt zum Einstellen einer Länge des unbenutzten Dichtungsrings von der Referenzposition als die Referenzlänge durch den Positionseinstellabschnitt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts und eine Dampfturbine.
Die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-101996 , die am 31. Mai 2019 eingereicht wurde, wird beansprucht, deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Technischer Hintergrund
Eine Dampfturbine umfasst eine Rotationswelle, die um eine Achse rotiert, eine Vielzahl von Laufschaufeln, die integral an der Rotationswelle vorgesehen sind, ein Gehäuse, das die Rotationswelle und die Laufschaufeln von einer Außenumfangsseite abdeckt, und eine Leitschaufel, die an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist. Eine Laufschaufelabdeckung (engl. „shroud“), die der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses zugewandt ist, ist an einem radial äußeren Endabschnitt der Laufschaufel vorgesehen. Um eine Leckageströmung von Dampf zu verhindern, ist an der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses eine Dichtungsvorrichtung vorgesehen, die einen Dichtungsring aufweist, der zu einer Außenumfangsoberfläche der Laufschaufelabdeckung vorsteht. Ferner ist an einem radial inneren Endabschnitt der Leitschaufel eine Leitschaufelabdeckung (engl. „shroud“) vorgesehen, die einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle zugewandt ist. Um eine Leckageströmung wie oben beschrieben zu verhindern, ist eine Dichtungsvorrichtung mit einem Dichtungsring, der zu der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle vorsteht, an einer Innenumfangsoberfläche der Leitschaufelabdeckung vorgesehen.
Während eines Betriebs der Dampfturbine ist der Dichtungsring der Außenumfangsoberfläche der Laufschaufelabdeckung oder der Rotationswelle zugewandt, wobei ein Spalt dazwischen vorgesehen ist. Die Rotationswelle und die Laufschaufelabdeckung können jedoch aufgrund von Störfaktoren versetzt werden und mit diesen Dichtungsringen in Kontakt kommen. In diesem Fall wird das Außenende des Dichtungsrings abgenutzt, um den Versatz aufzunehmen und den Spalt beizubehalten. Wenn der Verschleiß jedoch erheblich fortschreitet, muss der Dichtungsring ersetzt oder repariert werden.
Üblicherweise wird beim Ersetzen des Dichtungsrings (Dichtungsvorrichtung) das in Patentschrift 1 beschriebene Verfahren angewandt. Bei diesem Verfahren wird das Gehäuse zunächst in einen oberen Halbabschnitt und einen unteren Halbabschnitt geteilt und die Dichtungsvorrichtung und die an der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses angeordnete Leitschaufel werden freigelegt. Dabei kann das Gehäuse aufgrund der Alterung im Betrieb der Dampfturbine einer leichten thermischen Verformung unterliegen. Daher wird das Gehäuse vor dem Ersetzen des Dichtungsrings temporär bis zu einem Betriebszustand zusammengebaut, und es wird eine Änderung des Spalts aufgrund der thermischen Verformung des Gehäuses gemessen. Basierend auf dem Änderungsbetrag wird ein Ausgleichselement zwischen dem oberen Halbabschnitt und dem unteren Halbabschnitt des Gehäuses (zwischen Flanschabschnitten) angeordnet, um die Änderung des Spalts zu korrigieren.
Zitierliste
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2018-084169
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da der temporäre Zusammenbau des Gehäuses jedoch eine lange Zeit in Anspruch nimmt, hat das oben beschriebene Verfahren das Problem, die Arbeitszeit zu verlängern. Außerdem kann es vorkommen, dass die thermische Verformung des Gehäuses größer ist als erwartet und die Verformung nicht vollständig durch das oben beschriebene Ausgleichselement absorbiert werden kann. In diesem Fall ist es denkbar, den Dichtungsring für eine weitere Korrektur zu schneiden. Allerdings sind die Bearbeitungsvorgänge, die vor Ort ausgeführt werden können, stark eingeschränkt, und es ist schwierig, die Bearbeitungsgenauigkeit beizubehalten. Daher besteht ein zunehmender Bedarf an einer Technik, die ein Ersetzen der Dichtungsvorrichtung ohne temporären Zusammenbau des Gehäuses und Bearbeitung des Dichtungsrings ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe davon ist es ein Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts und eine Dampfturbine, die einfach und schnell repariert werden kann, bereitzustellen.
Lösung des Problems
Ein Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Reparieren einer Dampfturbine nach deren Betrieb, wobei die Dampfturbine umfasst: eine Rotationswelle, die konfiguriert ist, um sich um eine Achse zu drehen, eine Laufschaufel, die an einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle vorgesehen ist, ein Gehäuse, das die Rotationswelle und die Laufschaufel von einer Außenumfangsseite abdeckt, eine Leitschaufel, die an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Dichtungsvorrichtung, die einen Dichtungsring, der zwischen der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle und der Leitschaufel vorgesehen ist, und einen Positionseinstellabschnitt umfasst, der konfiguriert ist, um eine Position des Dichtungsrings in einer Radialrichtung bezüglich der Achse einzustellen, umfasst, und wobei das Verfahren zum Einstellen des Dichtungsspalts aufweist: einen Messschritt des Messens einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung von einer vorbestimmten Referenzposition als eine Referenzlänge, einen Vorbereitungsschritt des Vorbereitens eines unbenutzten Dichtungsrings, und einen Einstellschritt des Einstellens einer Länge des unbenutzten Dichtungsrings von der Referenzposition, die der Referenzlänge entspricht, durch den Positionseinstellabschnitt.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren wird der Messschritt zunächst an der Dampfturbine ausgeführt, nachdem diese für einen vorbestimmten Zeitraum betrieben wurde. In diesem Zustand wird die Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung im Vergleich zu einem unbenutzten Zustand aufgrund von Verschleiß oder dergleichen verändert. Im Messschritt wird die Länge des auf diese Weise abgenutzten Dichtungsrings von der Referenzposition gemessen und als Referenzlänge festgelegt. Dabei kann der nach einem bestimmten Zeitraum des Betriebs verschlissene Dichtungsring als in einem Zustand befindlich betrachtet werden, in dem zumindest der Längenwert des Spalts zwischen dem Dichtungsring und der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle optimiert ist, selbst wenn das Außenende des Dichtungsrings verschlissen ist und sich die Leistung als Rippe verschlechtern kann. Da die Länge des unbenutzten Dichtungsrings im nachfolgenden Einstellschritt auf die Referenzlänge eingestellt wird, kann der Dichtungsring bei optimiertem Spalt ersetzt werden. Insbesondere kann der Dichtungsring ersetzt und die Ausrichtung optimiert werden, ohne dass der Dichtungsring bearbeitet oder das Gehäuse temporär zusammengebaut werden muss, wodurch der Arbeitsaufwand verringert werden kann.
Bei dem Verfahren zum Einstellen des Dichtungsspalts der Dampfturbine kann der Dichtungsring einen Dichtungsbasisabschnitt und eine Vielzahl von Rippenhauptkörpern umfassen, die an einer Innenumfangsoberfläche des Dichtungsbasisabschnitts vorgesehen sind, und wenn ein Herabfallen des Rippenhauptkörpers in einer Richtung der Achse aufgetreten ist, nachdem die Dampfturbine betrieben wurde, kann nach dem Einstellschritt ein erster Korrekturschritt des Addierens eines Minderungsbetrags einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung, der durch das Herabfallen verursacht wird, zu der Referenzlänge zusätzlich ausgeführt werden.
Während des Betriebs der Dampfturbine kann auf die Rotationswelle aufgrund einiger Störfaktoren, die beispielsweise eine Kollision mit einem Fremdkörper wie Kalk umfassen, eine Kraft (Schubkraft) in der Richtung der Achse ausgeübt werden. Wenn die Rotationswelle aufgrund der Schubkraft in der Richtung der Achse versetzt wird, können der Dichtungsring und die Rotationswelle miteinander in Kontakt kommen und der Dichtungsring kann herabfallen (kippen), ohne seine Anfangsausrichtung beizubehalten. Bei einem solchen Herabfallen vergrößert sich der Spalt zwischen dem Außenende des Dichtungsrings und der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle (oder dem Außenende der an dem Endabschnitt der Laufschaufel vorgesehenen Rippe und der Innenumfangsoberfläche des Dichtungsabschnitts an der Gehäuseseite, die dem Außenende der Rippe zugewandt ist). Daher kann es notwendig sein, die Ausrichtung (die Position des Dichtungsrings) unter Berücksichtigung des Änderungsbetrags des Spalts aufgrund des Herabfallens beim Ersetzen des Dichtungsrings einzustellen. Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird der Minderungsbetrag der Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung, der durch das Herabfallen verursacht wird, zu dem Wert der Referenzlänge addiert, der durch den Messschritt erhalten wird. Dementsprechend kann mit dem unbenutzten Dichtungsring ein Zustand vor dem Auftreten des Herabfallens reproduziert werden. Infolgedessen kann der Spalt mit höherer Genauigkeit optimiert werden.
Bei dem Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts kann, wenn nach dem Betrieb der Dampfturbine eine Kontaktmarkierung mit dem Dichtungsring in der Rotationswelle erzeugt wird, nach dem Einstellschritt ein zweiter Korrekturschritt des Addierens eines Minderungsbetrags einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung, die durch den Kontakt verursacht wird, zu der Referenzlänge zusätzlich ausgeführt werden.
Wenn die Rotationswelle und der Dichtungsring in besonders starkem Kontakt stehen (wenn starkes Reiben auftritt), kann das Außenende des Dichtungsrings aufgrund von übermäßiger thermischer Ausdehnung, die durch Reibung verursacht wird, verloren gehen, und seine Länge kann sich mehr als notwendig verringern. Dementsprechend vergrößert sich der Spalt zwischen dem Außenende des Dichtungsrings und der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle über die erforderlichen Werte hinaus. Auf diese Weise kann es notwendig sein, die Ausrichtung anzupassen (die Position des Dichtungsrings anzupassen), unter Berücksichtigung des Änderungsbetrags des Spalts aufgrund des Verlusts beim Ersetzen des Dichtungsrings. Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird der Minderungsbetrag der Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung, der durch den Verlust verursacht wird, zu dem Wert der Referenzlänge addiert, der durch den Messschritt erhalten wird. Dementsprechend kann mit dem unbenutzten Dichtungsring ein Zustand vor dem Auftreten des Verlustes reproduziert werden. Dadurch kann die Spalteinstellung mit höherer Genauigkeit optimiert werden.
Eine Dampfturbine gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Dampfturbine mit: einer Rotationswelle, die konfiguriert ist, um sich um eine Achse zu drehen, einer Laufschaufel, die an einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle vorgesehen ist, einem Gehäuse, das die Rotationswelle und die Laufschaufel von einer Außenumfangsseite abdeckt, einer Leitschaufel, die an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist, und einer Dichtungsvorrichtung, die einen Dichtungsring, der zwischen der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle und der Leitschaufel vorgesehen ist, einen Halter, der radial weiter außen als der Dichtungsring angeordnet ist und konfiguriert ist, um den Dichtungsring zu tragen, und einen Positionseinstellabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Länge von einer Referenzposition des Halters zu einem Außenende des Dichtungsrings einzustellen, umfasst.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Länge von der Referenzposition des Halters bis zu dem Außenende des Dichtungsrings durch den Positionseinstellabschnitt verändert werden. Dementsprechend kann beim Ersetzen des Dichtungsrings ein Zustand reproduziert werden, in dem der Spalt optimiert ist, ohne den unbenutzten Dichtungsring vor dem Ersetzen zu bearbeiten.
Bei der Dampfturbine kann der Positionseinstellabschnitt einen Bolzen umfassen, der konfiguriert ist, um den Dichtungsring so zu tragen, dass er bezüglich des Halters relativ versetzbar ist, indem ein Einschraubbetrag des Bolzens geändert wird.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die relative Position des Dichtungsrings bezüglich des Halters in Übereinstimmung mit dem Drehbetrag (dem Einschraubbetrag) des Bolzens einfach geändert werden. Dementsprechend kann beim Ersetzen des Dichtungsrings ein Zustand reproduziert werden, in dem der Spalt optimiert ist, ohne den unbenutzten Dichtungsring vor dem Ersetzen zu bearbeiten.
Bei der Dampfturbine kann der Positionseinstellabschnitt umfassen: eine Zahnstange, die in dem Dichtungsring vorgesehen ist und sich in der Radialrichtung erstreckt, und ein Ritzel, das in dem Halter vorgesehen ist und mit der Zahnstange im Eingriff ist.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die relative Position des Dichtungsrings bezüglich des Halters in Übereinstimmung mit der relativen Position des Ritzels bezüglich der Zahnstange einfach verändert werden. Dementsprechend kann beim Ersetzen des Dichtungsrings ein Zustand reproduziert werden, in dem der Spalt optimiert ist, ohne den unbenutzten Dichtungsring vor dem Ersetzen zu bearbeiten.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Verfahren zum Reparieren einer Dampfturbine und eine Dampfturbine bereitgestellt werden, die ein Reparieren einfach und schnell ausführen können.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Dampfturbine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Seitenansicht, die eine Konfiguration der Dampfturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines Hauptteils der Dampfturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Dichtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Bolzens zeigt, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Positionseinstellabschnitt darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang eines Verfahrens zum Reparieren einer Dampfturbine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein erläuterndes Schaubild, das einen Dichtungsring in einem Zustand zeigt, in dem ein Herabfallen auftritt.
8 ist ein erläuterndes Schaubild, das einen Dichtungsring in einem Zustand zeigt, in dem ein Verlust auftritt.
9 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Dichtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. Eine Dampfturbine 100 gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen Rotor 3, der sich in einer Richtung einer Achse O erstreckt, ein Gehäuse 2 (Stator), das den Rotor 3 von einer Außenumfangsseite abdeckt, und Radiallager 4A und ein Axiallager 4B, die ein Wellenende 11 des Rotors 3 tragen, um um die Achse O rotierbar zu sein.
Der Rotor 3 umfasst eine Rotationswelle 1, die sich in der Achse O erstreckt, und eine Vielzahl von Laufschaufeln 30, die an einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle 1 vorgesehen sind. Die Vielzahl von Laufschaufeln 30 sind in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung der Rotationswelle 1 angeordnet. Eine Vielzahl von Reihen der Laufschaufeln 30 sind in gleichen Abständen in der Richtung der Achse O angeordnet. Die Laufschaufel 30 umfasst einen Laufschaufel-Hauptkörper 31 und eine Laufschaufelabdeckung 34. Der Laufschaufel-Hauptkörper 31 steht in einer Radialrichtung von der Außenumfangsoberfläche des Rotors 3 nach außen vor. Der Laufschaufel-Hauptkörper 31 hat in der Radialrichtung betrachtet einen Querschnitt mit einem Laufschaufelprofil. Die Laufschaufelabdeckung 34 ist an einem Außenendabschnitt (radial äußerer Endabschnitt) des Laufschaufel-Hauptkörpers 31 vorgesehen.
Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen in einer Rohrform ausgebildet, die den Rotor 3 von der Außenumfangsseite abdeckt. Ein Dampfzuführrohr 12 zum Zuführen von Dampf S ist an einer Seite des Gehäuses 2 in der Richtung der Achse O vorgesehen. Ein Dampfaustragsrohr 13 zum Austragen des Dampfes S ist an der anderen Seite des Gehäuses 2 in der Richtung der Achse O vorgesehen. Der Dampf strömt im Inneren des Gehäuses 2 von einer Seite zu der anderen Seite in der Richtung der Achse O. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, in der der Dampf strömt, einfach als „eine Strömungsrichtung“ bezeichnet. Ferner wird eine Seite, an der das Dampfzuführrohr 12 positioniert ist, betrachtet von dem Dampfaustragsrohr 13, als eine stromaufwärtige Seite in der Stromströmungsrichtung bezeichnet, und eine Seite, an der das Dampfaustragsrohr 13 positioniert ist, betrachtet von dem Dampfzuführrohr 12, als eine stromabwärtige Seite in der Stromströmungsrichtung bezeichnet.
Eine Vielzahl von Leitschaufelreihen 20 ist an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 2 vorgesehen. Die Leitschaufel 20 umfasst einen Leitschaufel-Hauptkörper 21, eine Leitschaufelabdeckung 22 und einen Leitschaufel-Fuß 24. Der Leitschaufel-Hauptkörper 21 ist ein Element, das eine Leitschaufelform hat, und ist mit der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 2 verbunden, wobei sich der Leitschaufel-Fuß 24 dazwischen befindet. Ferner ist die Leitschaufelabdeckung 22 an einem Außenendabschnitt (radial innerer Endabschnitt) des Leitschaufel-Hauptkörpers 21 vorgesehen. Ähnlich wie die Laufschaufel 30 sind an der Innenumfangsoberfläche in der Umfangsrichtung und in der Richtung der Achse O eine Vielzahl von Leitschaufeln 20 angeordnet. Die Laufschaufeln 30 sind so angeordnet, dass sie in Bereiche zwischen den einander benachbarten Leitschaufeln 20 eintreten. Die Leitschaufeln 20 und die Laufschaufeln 30 erstrecken sich also in einer Richtung (der Radialrichtung bezüglich der Achse O), die die Strömungsrichtung des Dampfes schneidet.
Wie in 2 gezeigt ist das Gehäuse 2 in einen oberen und einen unteren Teil unterteilt, wobei die obere Hälfte eine obere Gehäusehälfte 2U und die untere Hälfte eine untere Gehäusehälfte 2L ist. Die obere Gehäusehälfte 2U und die untere Gehäusehälfte 2L sind bezüglich einer in der horizontalen Ebene verlaufenden Trennfläche Sd ebenensymmetrisch (wobei jedoch ein Rohrabschnitt ausgeschlossen ist). Die obere Gehäusehälfte 2U umfasst einen halbzylindrischen oberen Gehäusehälften-Hauptkörper 21U und eine obere Flanschabschnitthälfte 22U, die von einem Endabschnitt des oberen Gehäusehälften-Hauptkörpers 21U nach außen vorsteht. In ähnlicher Weise umfasst die untere Gehäusehälfte 2L einen halbzylindrischen unteren Gehäusehälften-Hauptkörper 21L und eine untere Flanschabschnitthälfte 22L, die von einem Endrand des unteren Gehäusehälften-Hauptkörpers 21L nach außen vorsteht. Die obere Gehäusehälfte 2U und die untere Gehäusehälfte 2L sind durch einen Bolzen und eine Mutter (nicht dargestellt) aneinander befestigt und fixiert, während eine untere Oberfläche der oberen Flanschabschnitthälfte 22U und eine obere Oberfläche der unteren Flanschabschnitt-Hälfte 22L in der Trennfläche Sd miteinander in Kontakt sind. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt ist das Gehäuse 2 mit einer Vielzahl von Beinen zum Tragen des Gehäuses 2 auf der Bodenoberfläche versehen. In 2 ist die Dampfturbine 100 ferner mit einer Konfiguration dargestellt, die als Außengehäuse bezeichnet wird, doch kann die Dampfturbine 100 mit einer Doppelgehäusestruktur verwendet werden, bei der ein weiteres Gehäuse (Innengehäuse) innerhalb des Außengehäuses vorgesehen ist.
Der Dampf S wird über das Dampfzuführrohr 12 an der stromaufwärtigen Seite dem Inneren des Gehäuses 2 zugeführt, das die oben beschriebene Konfiguration aufweist. Wenn der Dampf S das Innere des Dampfturbinengehäuses 2 durchströmt, strömt der Dampf S abwechselnd durch die von den Leitschaufeln 20 und den Laufschaufeln 30 gebildeten Strömungswege. Die Leitschaufel 20 richtet eine Strömung des Dampfes S gleich, und die Laufschaufel 30 übt ein Drehmoment auf den Rotor 3 aus, indem sie die Masse des gleichgerichteten Dampfes S gegen die Laufschaufel 30 drückt. Das Drehmoment des Rotors 3 wird von dem Wellenende 11 abgeleitet und zum Antreiben eines externen Geräts (eines Generators oder dergleichen) verwendet. Bei der Rotation des Rotors 3 wird der Dampf S durch das Dampfaustrittsrohr 13 an der stromabwärtigen Seite zu einer nachfolgenden Vorrichtung (einem Kondensator o.ä.) ausgetragen.
Das Radiallager 4A trägt eine Last in der Radialrichtung bezüglich der Achse O. Ein Radiallager 4A ist an jedem der beiden Enden des Rotors 3 vorgesehen. Das Axiallager 4B trägt eine Last in der Richtung der Achse O. Das Axiallager 4B ist nur an dem Endabschnitt des Rotors 3 an der stromaufwärtigen Seite vorgesehen.
Nachfolgend wird ein Teil um die Leitschaufel 20 und die Laufschaufel 30 unter Bezugnahme auf 3 detailliert beschrieben. An einer Innenumfangsoberfläche des Gehäusehauptkörpers 2A ist ein in der Radialrichtung nach außen ausgenommener Hohlraum 50 ausgebildet. Die Laufschaufelabdeckung 34 ist in dem Hohlraum 50 aufgenommen. Ferner ist ein Spalt zwischen einer stromaufwärtigen Abdeckungsoberfläche 34S, die eine Oberfläche der Laufschaufelabdeckung 34 ist, die der stromaufwärtigen Seite zugewandt ist, und einer stromaufwärtigen Hohlraumoberfläche 50S, die eine Oberfläche des Hohlraums 50 an der stromaufwärtigen Seite ist, gebildet. Eine Plattform 35, die radial weiter innen als der Laufschaufel-Hauptkörper 31 angeordnet ist und den Laufschaufel-Hauptkörper 31 trägt, ist integral mit der Rotationswelle 1 vorgesehen.
Ein Teil des Gehäusehauptkörpers 2A an einer Position, die der Leitschaufel 20 in der Richtung der Achse O entspricht, ist der Leitschaufel-Fuß 24. Ein radial äußerer Endabschnitt des Leitschaufel-Hauptkörpers 21 ist an einer Fuß-Innenumfangsoberfläche 24A befestigt, die eine in der Radialrichtung nach innen gewandte Oberfläche des Leitschaufelfußes 24 ist. Die Leitschaufelabdeckung 22 ist an einem radial weiter inneren Endabschnitt des Leitschaufel-Hauptkörpers 21 vorgesehen. Eine Abdeckung-Innenumfangsoberfläche 22A, die eine in der Radialrichtung nach innen gewandte Oberfläche der Leitschaufelabdeckung 22 ist, ist einer Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S zugewandt, die die Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle 1 ist, mit einem Spalt dazwischen. In diesem Spalt ist eine später zu beschreibende Dichtungseinheit 2B (eine Dichtungsvorrichtung) vorgesehen. Genauer gesagt ist die Dichtungseinheit 2B an der Abdeckung-Innenumfangsoberfläche 22A angebracht. Die Dichtungseinheit 2B ist vorgesehen, um die Strömung (Leckageströmung) des Dampfes zwischen der Abdeckung-Innenumfangsoberfläche 22A und der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S abzudichten.
Als nächstes wird eine Konfiguration der Dichtungseinheit 2B unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wie in 4 gezeigt umfasst die Dichtungseinheit 2B einen Halter 41, eine Hakenplatte 42, einen Dichtungsring 43 sowie eine Mutter 45 und einen Einstellbolzen 46, die als Positionseinstellabschnitt 60 dienen.
Der Halter 41 ist ein Element, das den Dichtungsring 43 bezüglich der Leitschaufelabdeckung 22 trägt und fixiert. Der Halter 41 umfasst einen Halterhauptkörper 41A und Eingriffsvorsprünge 41B. Der Halterhauptkörper 41A ist in einer Ringform ausgebildet, die auf der Achse O zentriert ist. Das Paar von Eingriffsvorsprüngen 41B ist jeweils an beiden Endrändern des Halterhauptkörpers 41A in der Richtung der Achse O vorgesehen und steht in der Radialrichtung bezüglich der Achse O nach innen vor. Die Hakenplatte 42 ist in einem Raum aufgenommen, der von den Eingriffsvorsprüngen 41B und dem Halterhauptkörper 41A umgeben ist.
Die Hakenplatte 42 ist ein Element, das den Dichtungsring 43 an dem Halter 41 trägt und fixiert. Die Hakenplatte 42 ist in einer Ringform ausgebildet, die auf der Achse O zentriert ist. Eine Oberfläche (untere Plattenoberfläche 42S) der Hakenplatte 42, die in der Radialrichtung nach innen gewandt ist, ist in Kontakt mit einer Oberfläche (obere Vorsprungoberfläche 41S) des Eingriffsvorsprungs 41B, der in der Radialrichtung nach außen gewandt ist. Ein Bolzenloch H ist in der Hakenplatte 42 ausgebildet und erstreckt sich von einer Oberfläche (obere Plattenoberfläche 42T) der Hakenplatte 42, die zu der unteren Plattenoberfläche 42S in einer Radialrichtung nach außen gewandt ist. Die Mutter 45 und der Einstellbolzen 46 werden durch das Bolzenloch H eingesetzt. Das Bolzenloch H hat einen Mutteraufnahmeabschnitt H1, einen Zwischenabschnitt H2 und einen konkaven Abschnitt H3, die in dieser Reihenfolge in der Radialrichtung von der Außenseite zu der Innenseite angeordnet sind. Der Einstellbolzen 46 fixiert den Dichtungsring 43 an dem Halter 41 und der Hakenplatte 42, so dass der Dichtungsring 43 relativ zu dem Halter 41 und der Hakenplatte 42 versetzbar ist (d.h. die radiale Position des Dichtungsrings 43 ist einstellbar). Die Konfigurationen der Mutter 45 und des Einstellbolzens 46 werden später beschrieben.
Der Dichtungsring 43 umfasst einen Dichtungsbasisabschnitt 43A und eine Vielzahl von Rippenhauptkörpern 43B. Der Dichtungsbasisabschnitt 43A ist ein Element, das die Rippenhauptkörper 43B trägt. Der Dichtungsbasisabschnitt 43A ist in einer Ringform ausgebildet, die auf die Achse O zentriert ist. Ein Bolzenloch 43H, durch das der Einstellbolzen 46 eingesetzt ist, ist in einer Oberfläche (obere Basisabschnittoberfläche 43T) des Dichtungsbasisabschnitts 43A ausgebildet, die in der Radialrichtung nach außen gewandt ist. An einer Innenumfangsoberfläche des Bolzenlochs 43H ist eine Schraubennut ausgebildet. Die Schraubennut ist in Eingriff mit dem Einstellbolzen 46.
Die Vielzahl von Rippenhauptkörpern 43B sind an einer Oberfläche (Basisabschnitt-Innenumfangsoberfläche 43S) des Dichtungsbasisabschnitts 43A auf der Innenseite in der Radialrichtung vorgesehen und in Abständen in der Richtung der Achse O angeordnet. Jeder Rippenhauptkörper 43B steht in der Radialrichtung nach innen von der Basisabschnitt-Innenumfangsoberfläche 43S vor. Der Rippenhauptkörper 43B hat einen sich verjüngenden Querschnitt, da die Länge in der Richtung der Achse O in der Radialrichtung von der Außenseite zu der Innenseite abnimmt. Bei dieser Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem vier Rippenhauptkörper 43B vorgesehen sind, aber die Anzahl der Rippenhauptkörper 43B ist nicht auf vier begrenzt und kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit der Spezifikation oder Konstruktion geändert werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, dass alle Rippenhauptkörper 43B die gleiche Form und Länge haben, und es kann eine Konfiguration angepasst werden, in der die Rippenhauptkörper 43B mit einer Vielzahl von verschiedenen Typen von Formen und Längen abwechselnd angeordnet sind.
Wie in 5 gezeigt umfasst der Einstellbolzen 46 einen festen Scheibenabschnitt 46A, einen oberen Bolzenabschnitt 46B und einen unteren Bolzenabschnitt 46C. Der feste Scheibenabschnitt 46A ist in einer Scheibenform ausgebildet, die auf einer Zentralachse A des Einstellbolzens 46 zentriert ist. Der feste Scheibenabschnitt 46A wird in dem konkaven Abschnitt H3 aufgenommen, der in der unteren Oberfläche (untere Plattenoberfläche 42S) der Hakenplatte 42 ausgebildet ist. Der konkave Abschnitt H3 ist in der Radialrichtung von der unteren Plattenoberfläche 42S nach außen ausgenommen. In der Radialrichtung betrachtet hat der konkave Abschnitt H3 eine kreisförmige Querschnittsform.
Der obere Bolzenabschnitt 46B ist integral mit einer Seite (Oberfläche, die in der Radialrichtung nach außen gewandt ist, wenn der Einstellbolzen 46 an der Dichtungseinheit 2B angebracht ist) des festen Scheibenabschnitts 46A in der Richtung der Zentralachse A vorgesehen. Der obere Bolzenabschnitt 46B ist in einer Säulenform ausgebildet, die auf der Zentralachse A zentriert ist, und eine Schraubennut, die mit der Mutter 45 in Eingriff kommen kann, ist an einer Außenumfangsoberfläche des oberen Bolzenabschnitts 46B ausgebildet. Ferner ist beispielsweise in einer Oberfläche des oberen Bolzenabschnitts 46B, die in der Radialrichtung nach außen gewandt ist, eine Nut 46D ausgebildet, die mit einem Werkzeug wie einem Schlitzschraubenzieher (engl.: „minus driver“) in Eingriff kommen kann. Die Nut 46D hat eine lineare Form, die durch die Zentralachse A verläuft und einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Der untere Bolzenabschnitt 46C ist integral mit der anderen Seite (Oberfläche, die in der Radialrichtung nach innen gewandt ist, wenn der Einstellbolzen 46 an der Dichtungseinheit 2B angebracht ist) des festen Scheibenabschnitts 46A in der Richtung der Zentralachse A vorgesehen. Ähnlich wie der obere Bolzenabschnitt 46B ist der untere Bolzenabschnitt 46C in einer Säulenform ausgebildet, die auf der Zentralachse A zentriert ist, und ein Außengewinde, das in die Schraubennut des Bolzenlochs 43H eingreifen kann, ist an einer Außenumfangsoberfläche des unteren Bolzenabschnitts 46C ausgebildet.
Die Mutter 45 ist in dem Mutternaufnahmeabschnitt H1 befestigt, der an der oberen Oberfläche (obere Plattenoberfläche 42T) der Hakenplatte 42 ausgebildet ist. Die Mutter 45 ist also so an der Hakenplatte 42 befestigt, dass sie relativ zu der Hakenplatte 42 nicht drehbar ist. Der obere Bolzenabschnitt 46B wird in die Mutter 45 in einem Zustand eingesetzt und befestigt, in dem die Schraubennut des oberen Bolzenabschnitts 46B im Eingriff mit der Mutter 45 ist. Ferner wird der untere Bolzenabschnitt 46C, wie oben beschrieben, in das Bolzenloch 43H des Dichtungsrings 43 eingesetzt und befestigt. Dementsprechend ist der Dichtungsring 43 an dem Halter 41 und der Hakenplatte 42 befestigt. Wenn der Einstellbolzen 46 hier um die Zentralachse A bezüglich der Mutter 45 gedreht wird, bewegt sich der Einstellbolzen 46 entlang der Schraubennut vorwärts und rückwärts. Durch Vorsehen der Mutter 45 und des Einstellbolzens 46 kann also die Position (die Position in der Radialrichtung bezüglich der Achse 0) des Dichtungsrings 43 verändert werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Einstellen des Dichtungsspalts der Dampfturbine 100 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Dieses Verfahren zum Einstellen wird ausgeführt, um die Dichtungseinheit 2B zu ersetzen, wenn die Dichtungseinheit 2B verschlissen und verloren ist, nachdem die Dampfturbine 100 für einen vorbestimmten Zeitraum betrieben wurde. Das Verfahren zum Einstellen umfasst einen Gehäuseöffnungsschritt S1, einen Messschritt S2, einen ersten Bestimmungsschritt S3, einen ersten Korrekturschritt S31, einen zweiten Bestimmungsschritt S4, einen zweiten Korrekturschritt S41, einen Vorbereitungsschritt S5, einen Einstellschritt S6 und einen Gehäuseschließschritt S7.
Bei dem Gehäuseöffnungsschritt S1 wird das Gehäuse 2 entlang der Trennfläche Sd auseinandergebaut. Insbesondere wird die obere Gehäusehälfte 2U von der unteren Gehäusehälfte 2L getrennt. Dementsprechend wird die an der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 2 angebrachte Dichtungseinheit 2B freigelegt. Anschließend wird der Messschritt S2 ausgeführt. In dem Messschritt S2 wird die radiale Länge des Dichtungsrings 43 gemessen, genauer gesagt die Länge von der oberen Vorsprungoberfläche 41S des Halters 41 bis zu dem Außenendabschnitt (radial innerer Endabschnitt) des Rippenhauptkörpers 43B, und dieser Wert wird als Bezugslänge Lc festgelegt, wie in 4 gezeigt.
Hierbei kommen in der Dampfturbine 100 nach einem bestimmten Zeitraum des Betriebs, wenn die Länge der Rippe einen tatsächlich zulässigen Spaltwert überschreitet, die Rotationswelle 1 und der Dichtungsring 43 (Rippenhauptkörper 43B) in Kontakt miteinander, so dass das Außenende des Rippenhauptkörpers 43B geschnitten wird. Daher ist der Trennungsabstand (Spalt) zwischen der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S der Rotationswelle 1 und dem Rippenhauptkörper 43B der Minimalwert in einem Bereich, in dem eine gleichmäßige Rotation der Rotationswelle 1 zulässig ist. Wie später im Detail beschrieben wird, wird die radiale Länge der Dichtungseinheit 2B nach dem oben beschriebenen Betrieb als Referenzlänge Lc festgelegt, und die Referenzlänge Lc wird auf einer unbenutzten Ersatzdichtungseinheit 2B reproduziert, so dass der optimale Spalt erhalten bleibt.
Der erste Bestimmungsschritt S3 wird nach dem Messschritt S2 ausgeführt. Bei dem ersten Bestimmungsschritt S3 wird bestimmt, ob ein „Herabfallen“ des Rippenhauptkörpers 43B aufgetreten ist oder nicht. Wie in 7 beispielhaft gezeigt bedeutet das hier erwähnte „Herabfallen“ einen Zustand, in dem der Rippenhauptkörper 43B verformt wird, um in die Richtung der Achse O herabzufallen. In diesem Zustand bewegt sich, wie in 7 gezeigt ist, die radiale Position des Außenendes des Rippenhauptkörpers 43B in der Radialrichtung nach außen um einen Änderungsbetrag D. Die ersichtliche radiale Länge der Dichtungseinheit 2B verringert sich also um den Änderungsbetrag D.
Wenn durch den ersten Bestimmungsschritt S3 bestimmt wird, dass das Herabfallen aufgetreten ist, wird der erste Korrekturschritt S31 ausgeführt. Bei dem ersten Korrekturschritt S31 wird der Minderungsbetrag (der Änderungsbetrag D) der radialen Länge der Dichtungseinheit 2B, der durch das Herabfallen verursacht wird, zu der Referenzlänge Lc addiert, um eine neue Referenzlänge Lc' zu bilden (das heißt, Lc'=Lc+D). Anschließend wird der zweite Bestimmungsschritt S4 ausgeführt. Wenn durch den ersten Bestimmungsschritt S3 bestimmt wird, dass das Herabfallen nicht aufgetreten ist, wird der erste Korrekturschritt S31 nicht ausgeführt und der zweite Bestimmungsschritt S4 wird ausgeführt.
Bei dem zweiten Bestimmungsschritt S4 wird bestimmt, ob auf der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S eine Kontaktmarkierung mit dem Rippenhauptkörper 43B erzeugt wird oder nicht. Wenn der Rippenhauptkörper 43B mit der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S in Kontakt kommt, um relativ stark gedrückt zu werden (d.h. wenn hartes Reiben auftritt), dehnt sich die Rippe aufgrund der Reibungswärme zwischen dem Rippenhauptkörper 43B und der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S thermisch aus, und das Außenende des Rippenhauptkörpers 43B geht stärker verloren als bei weichem Reiben. Aufgrund dieses Verlustes verschwindet der Außenendabschnitt des Rippenhauptkörpers 43B, wie in 8 beispielhaft gezeigt. Insbesondere geht der Außenendabschnitt um den Betrag eines Verlustabschnitts 43R verloren und die radiale Länge der Dichtungseinheit 2B verringert sich um einen Änderungsbetrag D'.
Wenn die Kontaktmarkierung erzeugt ist, kann bestimmt werden, dass der oben beschriebene Verlust auftritt. In diesem Fall wird der zweite Korrekturschritt S41 ausgeführt. Bei dem zweiten Korrekturschritt S41 wird der Minderungsbetrag (der Änderungsbetrag D') der radialen Länge der Dichtungseinheit 2B, der durch den Verlust verursacht wird, zu der Referenzlänge Lc addiert. Wenn der erste Korrekturschritt S31 ausgeführt wird, wird D' weiter zu dem Wert von Lc'=Lc+D addiert, um eine neue Referenzlänge Lc'2 (=Lc'+D') zu erhalten. Anschließend wird der Vorbereitungsschritt S5 ausgeführt. Wenn die Kontaktmarkierung nicht erzeugt wird, wird der zweite Korrekturschritt S41 nicht ausgeführt und der Vorbereitungsschritt S5 wird ausgeführt.
Bei dem Vorbereitungsschritt S5 wird die unbenutzte Dichtungseinheit 2B (Dichtungsring 43) vorbereitet. Anschließend wird der Einstellschritt S6 ausgeführt. Bei dem Einstellschritt S6 wird die radiale Position der unbenutzten Dichtungseinheit 2B eingestellt, um die Referenzlänge Lc (Lc',Lc'2) zu erfüllen, die durch die oben beschriebenen Schritte berechnet wurde. Insbesondere wird der Schraubbetrag des Einstellbolzens 46, der den Positionseinstellabschnitt 60 darstellt, eingestellt. Dementsprechend wird, wenn der unbenutzte Dichtungsring 43 am Gehäuse 2 angebracht wird, der Spalt zwischen dem Rippenhauptkörper 43B und der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S unmittelbar optimiert. Mit anderen Worten wird der vor dem Ersetzen gebildete Spalt am unbenutzten Dichtungsring 43 reproduziert, ohne dass Arbeiten wie beispielsweise Schneiden vorgenommen werden müssen. Anschließend werden die obere Gehäusehälfte 2U und die untere Gehäusehälfte 2L miteinander verbunden (Gehäuseschließschritt S7). Mit den oben beschriebenen Schritten ist der gesamte Vorgang des Verfahrens eines Reparierens der Dampfturbine 100 vollständig abgeschlossen.
Wie oben beschrieben wird bei dem oben beschriebenen Verfahren zum Reparieren der Messschritt S2 an der Dampfturbine 100 ausgeführt, nachdem sie für einen vorbestimmten Zeitraum betrieben wurde. In diesem Zustand ist die radiale Länge des Dichtungsrings 43 im Vergleich zu dem unbenutzten Zustand aufgrund von Verschleiß oder ähnlichem verändert. Im Messschritt S2 wird die radiale Länge des auf diese Weise verschlissenen Dichtungsrings 43 von der Referenzposition (der oberen Vorsprungoberfläche 41S) gemessen und als Referenzlänge Lc festgelegt. Hierbei kann der nach einem bestimmten Zeitraum des Betriebs verschlissene Dichtungsring 43 als in einem Zustand befindlich angesehen werden, in dem der Spalt zwischen dem Dichtungsring 43 und der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S der Rotationswelle 1 optimiert ist. Da die Länge des unbenutzten Dichtungsrings 43 im anschließenden Einstellschritt S6 auf die Referenzlänge Lc eingestellt wird, kann der Dichtungsring 43 beim Optimieren des Spaltes ersetzt werden. Insbesondere kann der Dichtungsring 43 ersetzt und die Ausrichtung optimiert werden (der Spalt kann optimiert werden), ohne den Dichtungsring 43 zu bearbeiten oder das Gehäuse 2 temporär zusammenzubauen, und somit können die Arbeitsstunden verringert werden.
Hierbei kann eine Kraft (Schubkraft) in der Richtung der Achse O auf die Rotationswelle 1 aufgrund von Störfaktoren wie beispielsweise fliegender Kalk während des Betriebs der Dampfturbine 100 ausgeübt werden. Wenn die Rotationswelle 1 aufgrund der Schubkraft in der Richtung der Achse O versetzt wird, können der Dichtungsring 43 und die Rotationswelle 1 miteinander in Kontakt kommen und der Dichtungsring 43 kann herabfallen (kippen), ohne seine ursprüngliche Ausrichtung beizubehalten. Wenn ein solches Herabfallen auftritt, vergrößert sich der Spalt zwischen dem Außenende des Dichtungsrings 43 und der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S der Rotationswelle 1. Daher kann es notwendig sein, die Ausrichtung (die Position des Dichtungsrings 43) unter Berücksichtigung des Änderungsbetrags des Spalts aufgrund des Herabfallens beim Ersetzen des Dichtungsrings 43 einzustellen. Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird der Minderungsbetrag (der Änderungsbetrag D) der radialen Länge des Dichtungsrings 43, der durch das Herabfallen verursacht wird, zu dem Wert der Referenzlänge Lc addiert, der durch den Messschritt S2 erhalten wird. Dementsprechend kann mit dem unbenutzten Dichtungsring 43 ein Zustand vor dem Herabfallen reproduziert werden. Infolgedessen kann der Spalt mit höherer Genauigkeit optimiert werden.
Wenn die Rotationswelle 1 und der Dichtungsring 43 in besonders starkem Kontakt sind (wenn starkes Reiben auftritt), kann der Außenendabschnitt des Dichtungsrings 43 durch die Reibung verloren gehen und seine Länge kann verringert werden. Dementsprechend vergrößert sich der Spalt zwischen dem Außenende des Dichtungsrings 43 und der Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche 1S der Rotationswelle 1. Daher kann es notwendig sein, die Ausrichtung (die Position des Dichtungsrings) unter Berücksichtigung des Änderungsbetrags des Spalts aufgrund des Verlusts beim Ersetzen des Dichtungsrings 43 einzustellen. In dem oben beschriebenen Verfahren wird der Minderungsbetrag (der Änderungsbetrag D') der radialen Länge des Dichtungsrings 43, der durch den Verlust verursacht wird, zu dem Wert der Referenzlänge Lc addiert, der durch den Messschritt S2 erhalten wird (oder dem Wert der Referenzlänge Lc', der durch den ersten Korrekturschritt S31 berechnet wird). Dementsprechend kann mit dem unbenutzten Dichtungsring 43 ein Zustand vor dem Auftreten des Verlusts reproduziert werden. Infolgedessen kann der Spalt mit höherer Genauigkeit optimiert werden.
Darüber hinaus kann gemäß der oben beschriebenen Konfiguration die relative Position des Dichtungsrings 43 bezüglich des Halters 41 (d.h. die radiale Länge des Dichtungsrings 43) in Übereinstimmung mit dem Drehbetrag (Schraubbetrag) des Einstellbolzens 46 einfach verändert werden. Dementsprechend kann beim Ersetzen des Dichtungsrings 43 ein Zustand reproduziert werden, in dem der Spalt optimiert ist, ohne den unbenutzten Dichtungsring 43 vor dem Ersetzen zu bearbeiten.
Hiervor ist die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Es können verschiedene Änderungen und Modifikationen an dem obigen Verfahren und der Konfiguration vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist in der ersten Ausführungsform eine Konfiguration beschrieben worden, bei der die Dichtungseinheit 2B nur bei der Leitschaufel 20 vorgesehen ist. Die Position der Dichtungseinheit 2B ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Dichtungseinheit kann zwischen der Laufschaufel 30 und der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 2 vorgesehen sein.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die gleichen Komponenten wie die in der ersten Ausführungsform sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Konfiguration eines Positionseinstellabschnitts 60' einer Dichtungseinheit 2B' verschieden von derjenigen der ersten Ausführungsform. Der Positionseinstellabschnitt 60' umfasst ein Ritzel 48A, das in der Hakenplatte 42 vorgesehen ist, und eine Zahnstange 48B, die mit dem Ritzel 48A in Eingriff ist und an dem Dichtungsring 43 befestigt ist. Das Ritzel 48A ist im Inneren der Hakenplatte 42 getragen, um um eine Rotationsachse Ax drehbar zu sein, die sich in einer Richtung orthogonal zu der Radialrichtung und der Achse O erstreckt. Die Zahnstange 48B erstreckt sich in der Radialrichtung und bewegt sich in Übereinstimmung mit der Rotation des Ritzels 48A in der Radialrichtung vorwärts und rückwärts. Dementsprechend bewegt sich der Dichtungsring 43, an dem die Zahnstange 48B befestigt ist, in der Radialrichtung vorwärts und rückwärts. Dadurch wird die radiale Länge des Dichtungsrings 43 verändert.
Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein elastisches Element 47 zur Vorbelastung der Hakenplatte 42 in der Radialrichtung nach innen in dem Halterhauptkörper 41A ausgebildet. Insbesondere kann eine Blattfeder als das elastische Element 47 verwendet werden.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die relative Position des Dichtungsrings 43 bezüglich des Halters 41 in Übereinstimmung mit der relativen Position des Ritzels 48A bezüglich der Zahnstange 48B einfach geändert werden. Dementsprechend kann beim Ersetzen des Dichtungsrings 43 ein Zustand reproduziert werden, in dem der Spalt optimiert ist, ohne den unbenutzten Dichtungsring 43 vor dem Ersetzen zu bearbeiten.
Hiervor ist die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Es können verschiedene Änderungen und Modifikationen an dem obigen Verfahren und der Konfiguration vorgenommen werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Reparieren einer Dampfturbine und eine Dampfturbine bereitgestellt werden, die ein Reparieren einfach und schnell ausführen können.
Bezugszeichenliste

100: Dampfturbine

1: Rotationswelle
1S: Rotationswellen-Außenumfangsoberfläche
2: Gehäuse
2B,2B': Dichtungseinheit
2L: untere Gehäusehälfte
2U: obere Gehäusehälfte
3: Rotor
4A: Radiallager
4B: Axiallager
11: Wellenende
12: Dampfzuführrohr
13: Dampfaustragsrohr
20: Leitschaufel
21: Leitschaufel-Hauptkörper
22: Leitschaufelabdeckung
22A: Abdeckung-Innenumfangsoberfläche
24: Leitschaufel-Fuß
24A: Fuß-Innenumfangsoberfläche
30: Laufschaufel
31: Laufschaufel-Hauptkörper
34: Laufschaufelabdeckung
41: Halter
41A: Halterhauptkörper
41B: Eingriffsvorsprung
41S: obere Vorsprungoberfläche
42: Hakenplatte
42S: untere Plattenoberfläche
42T: obere Plattenoberfläche
43: Dichtungsring
43A: Dichtungsbasisabschnitt
43B: Rippenhauptkörper
43S: Basisabschnitt-Innenumfangsoberfläche
43T: obere Basisabschnittoberfläche
43H: Bolzenloch
43R: Verlustabschnitt
45: Mutter
46: Einstellbolzen
46A: fester Scheibenabschnitt
46B: oberer Bolzenabschnitt
46C: unterer Bolzenabschnitt
46D: Nut
47: elastisches Element
48A: Ritzel
48B: Zahnstange
60, 60': Positionseinstellabschnitt
A: Zentralachse
Ax: Rotationsachse
O: Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019101996 [0002]

Claims

Ein Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts für eine Dampfturbine nach deren Betrieb, wobei die Dampfturbine umfasst: eine Rotationswelle, die konfiguriert ist, um sich um eine Achse zu drehen, eine Laufschaufel, die an einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle vorgesehen ist, ein Gehäuse, das die Rotationswelle und die Laufschaufel von einer Außenumfangsseite abdeckt, eine Leitschaufel, die an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Dichtungsvorrichtung, die einen Dichtungsring, der zwischen der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle und der Leitschaufel vorgesehen ist, und einen Positionseinstellabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Position des Dichtungsrings in einer Radialrichtung bezüglich der Achse einzustellen, umfasst, und wobei das Verfahren zum Einstellen des Dichtungsspalts aufweist: einen Messschritt des Messens einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung von einer vorbestimmten Referenzposition als eine Referenzlänge, einen Vorbereitungsschritt des Vorbereitens eines unbenutzten Dichtungsrings, und einen Einstellschritt des Einstellens einer Länge des unbenutzten Dichtungsrings von der Referenzposition, die der Referenzlänge entspricht, durch den Positionseinstellabschnitt.
Das Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts gemäß Anspruch 1, wobei: der Dichtungsring einen Dichtungsbasisabschnitt und eine Vielzahl von Rippenhauptkörpern, die an einer Innenumfangsoberfläche des Dichtungsbasisabschnitts vorgesehen sind, umfasst, und wenn ein Herabfallen des Rippenhauptkörpers in einer Richtung der Achse aufgetreten ist, nachdem die Dampfturbine betrieben wurde, nach dem Einstellschritt ein erster Korrekturschritt des Addierens eines Minderungsbetrags einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung, der durch das Herabfallen verursacht wird, zu der Referenzlänge zusätzlich ausgeführt wird.
Das Verfahren zum Einstellen eines Dampfturbinendichtungsspalts gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn nach dem Betrieb der Dampfturbine eine Kontaktmarkierung mit dem Dichtungsring in der Rotationswelle erzeugt wurde, nach dem Einstellschritt ein zweiter Korrekturschritt des Addierens eines Minderungsbetrags einer Länge des Dichtungsrings in der Radialrichtung, der durch den Kontakt verursacht wird, zu der Referenzlänge zusätzlich ausgeführt wird.
Eine Dampfturbine mit: einer Rotationswelle, die konfiguriert ist, um sich um eine Achse zu drehen, einer Laufschaufel, die an einer Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle vorgesehen ist, einem Gehäuse, das die Rotationswelle und die Laufschaufel von einer Außenumfangsseite abdeckt, einer Leitschaufel, die an einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist, und einer Dichtungsvorrichtung, die einen Dichtungsring, der zwischen der Außenumfangsoberfläche der Rotationswelle und der Leitschaufel vorgesehen ist, einen Halter, der radial weiter außen als der Dichtungsring angeordnet ist und konfiguriert ist, um den Dichtungsring zu tragen, und einen Positionseinstellabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Länge von einer Referenzposition des Halters zu einem Außenende des Dichtungsrings einzustellen, umfasst.
Die Dampfturbine gemäß Anspruch 4, wobei der Positionseinstellabschnitt einen Bolzen umfasst, der konfiguriert ist, um den Dichtungsring so zu tragen, dass er bezüglich des Halters relativ versetzbar ist, indem ein Einschraubbetrag des Bolzens geändert wird.
Die Dampfturbine gemäß Anspruch 4, wobei der Positionseinstellabschnitt umfasst: eine Zahnstange, die in dem Dichtungsring vorgesehen ist und sich in der Radialrichtung erstreckt, und ein Ritzel, das in dem Halter vorgesehen ist und mit der Zahnstange im Eingriff ist.